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Title:
FLAT-WIRE VERTICAL WINDING INDUCTANCE COIL AND VERTICAL WINDING INDUCTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/200897
Kind Code:
A1
Abstract:
A flat-wire vertical winding inductance coil formed by vertically winding a plurality of flat wires. Chamfers are provided on the inner side of the flat wire, and the sum of the areas of the chamfers is 3-10% of the original cross sectional area of the flat wire. According to the present invention, one side of the flat wire is chamfered, then the thin side is made to face inwards, and a winding and bending jig abuts against the thin side of the flat wire to perform inward bending and winding, thereby ensuring that the thickness of the deformed inner side part of the vertical winding flat wire after R-angle bending would not exceed the thickness t of the wire, such that a vertical winding inductance coil meeting the condition of L=n×t can be obtained. In addition, the cross sectional area of a copper wire of the coil would not obviously decrease, so that the coil is maintained to be approximate to the wire carrier density of a conventional vertical winding wire.

Inventors:
SHO, Kakuryo (301 Tianquan Building, 6099 Baoan Avenue Fuhai St. Baoan Distric, Shenzhen Guangdong 0, 518000, CN)
GUAN, Chunyang (301 Tianquan Building, 6099 Baoan Avenue Fuhai St. Baoan Distric, Shenzhen Guangdong 0, 518000, CN)
Application Number:
CN2018/114573
Publication Date:
October 24, 2019
Filing Date:
November 08, 2018
Export Citation:
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Assignee:
EAGLERISE MAGROOTS TECHNOLOGY SHENZHEN CO. LTD. (301 Tianquan Building, 6099 Baoan Avenue Fuhai St. Baoan Distric, Shenzhen Guangdong 0, 518000, CN)
EAGLERISE ELECTRIC & ELECTRONIC (CHINA) CO., LTD. (A3 Guicheng Science&Technology Park, Jianping Road Guicheng Nanha, Foshan Guangdong 0, 528000, CN)
International Classes:
H01F17/04; H01F3/14; H01F27/28; H01F27/30
Foreign References:
CN104269242A2015-01-07
CN208271679U2018-12-21
CN108305743A2018-07-20
Attorney, Agent or Firm:
DHC IP ATTORNEYS (Suite 2201, Modern International CommercialBuilding, Cross of Fuhua Road and Jintian Road,Futian Distric, Shenzhen Guangdong 8, 518048, CN)
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Claims:
权利要求书

[权利要求 1] 一种扁平线立绕电感线圈, 由若干匝扁平线立绕而成, 其特征在于, 所述扁平线内侧有削角, 所述削角的面积之和为所述扁平线原始截面 积的 3~10%。

[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的扁平线立绕电感线圈, 其特征在于, 所述扁平 线内侧两面有对称的所述削角。

[权利要求 3] 根据权利要求 1所述的扁平线立绕电感线圈, 其特征在于, 所述扁平 线的最小宽度 a大于所述扁平线的原始宽度 W的一半, 所述扁平线的 最小厚度 b大于所述扁平线的原始厚度 t的一半, 即 a>0.5W, b>0.5t。

[权利要求 4] 根据权利要求 3所述的扁平线立绕电感线圈, 其特征在于, 所述扁平 线的规格为 lmmx3mm, a=2/3W, b=0.6t。

[权利要求 5] 根据权利要求 3所述的扁平线立绕电感线圈, 其特征在于, 所述扁平 线的规格为 1.2mmx6mm, a=2/3W, b=2/3t。

[权利要求 6] 根据权利要求 3所述的扁平线立绕电感线圈, 其特征在于, 所述扁平 线的规格为 1.2mmx7mm, a=5/7W, b=2/3t。

[权利要求 7] 根据权利要求 3所述的扁平线立绕电感线圈, 其特征在于, 所述扁平 线的规格为 1.8mmx8mm, a=4.5/8W, b=1.3/1.8t。

[权利要求 8] 一种立绕电感器, 其特征在于, 包括权利要求 1-7任一所述的扁平线 立绕电感线圈、 装入所述扁平线立绕电感线圈的中柱磁芯、 所述扁平 线立绕电感线圈外侧将所述中柱磁芯连接起来形成闭合磁路的磁芯轭

[权利要求 9] 根据权利要求 8所述的立绕电感器, 其特征在于, 所述中柱磁芯由多 段磁芯叠加而成, 多段磁芯间设有非导磁的气隙。

[权利要求 10] 根据权利要求 8所述的立绕电感器, 其特征在于, 所述磁芯轭由多段 磁芯叠加而成, 多段磁芯间设有非导磁的气隙。

Description:
一种扁平线立绕电感线圈及立绕电感器

技术领域

[0001] 本发明涉及电感元器件技术领域, 尤其涉及一种扁平线立绕电感线圈及立绕电 感器。

背景技术

[0002] 采用扁平线立绕的功率电感器, 近年来已经在光伏逆变器、 UPS、 直流充电粧 模块等各种高频大功率开关电源中得到广泛的 应用。 扁平导线的立绕绕线, 就 是将导线宽度远大于导线厚度的截面形状为长 方形的扁平导线, 如图 1所示, 导 线的宽度的法线方向, 沿着导线的厚度一侧进行折弯侧绕, 在特定的线圈整体 长度内实现较多匝数绕制的目的。

[0003] 随着上述各种高频大功率电源的高效率、 高功率密度、 高度集成化发展的需要 , 电源整体的空间尺寸被极度压缩, 而在这些电源产品的电路里面, 必不可少 的功率磁元件的尺寸占据着电源体积的最显著 的尺寸空间, 这些功率电感元件 的尺寸的减小, 变成了电源产品的最重要的设计目标之一, 因此, 在保持相同 的电气性能指标的情况下, 如何进一步减小立绕式功率电感的体积、 降低电感 的功率损耗、 进而进一步降低立绕功率电感的成本, 是本发明的目的所在。

[0004] 图 2上部为常见的方形立绕电感线圈, 它由若干匝的弹簧式扁平线立绕而成, 其线圈的横向总长度 L, 扁平线的厚度为 t, 扁平线的宽度为 w, 其中宽度 w是扁 平线厚度 t的几倍至几十倍。 为了将宽厚比 w/t的扁平线沿图示方向进行立绕绕线 成型, 需要将具有一定圆角的立绕绕线机的绕线治具 紧靠扁平线内侧, 将扁平 线沿内侧折弯成型。 由于为使扁平线侧向折弯弯曲, 此时扁平线内侧壁将承受 巨大折弯应力, 而扁平线的厚度 t较薄, 单位面积所承受的折弯应力非常大, 折 弯的结果使得如同图 2下所示, 弯角内侧的扁平线被压扁形成 R角凹坑, 此时铜 线内侧厚度被挤压变厚, 根据扁平线宽厚比的大小, 越大宽厚比的扁平线, 其 内侧厚度与扁平线折弯前厚度 t之比 d/t就越远大于 1, 同时, 由于扁平线折弯外侧 的折弯行程远大于扁平线平均拐弯行程, 结果导致折弯角的外侧扁平线被拉伸 变薄, 这就是立绕后扁平线线圈出现线圈外侧缝隙大 , 内侧变厚的原因。 对于 常用宽厚比 w/t在 3倍以上的扁平线, 特别在小 R角折弯后, d > :>t,使得线圈的最小 总长度 L=nxd»nxt (n为线圈匝数) , 这样越小折弯半径, 即越小的折弯 R角的 立绕电感线圈, 相同匝数的线圈总的最小长度 L变得越长, 使得电感的长度尺寸 得不到有效控制。

发明概述

技术问题

问题的解决方案

技术解决方案

[0005] 本发明针对现有技术中的上述缺点, 提供了一种扁平线立绕电感线圈及立绕电 感器。

[0006] 一种扁平线立绕电感线圈, 由若干匝扁平线立绕而成, 所述扁平线内侧有削角

, 所述削角的面积之和为所述扁平线原始截面积 的 3~10%。

[0007] 优选地, 所述扁平线内侧两面有对称的所述削角。

[0008] 优选地, 所述扁平线的最小宽度 a大于所述扁平线的原始宽度 W的一半, 所述 扁平线的最小厚度 b大于所述扁平线的原始厚度 t的一半, 即 a>0.5W, b>0.5t。

[0009] 优选地, 所述扁平线的规格为 lmmx3mm, a=2/3W, b=0.6t。

[0010] 优选地, 所述扁平线的规格为 1.2mmx6mm, a=2/3W, b=2/3t。

[0011] 优选地, 所述扁平线的规格为 1.2mmx7mm, a=5/7W, b=2/3t。

[0012] 优选地, 所述扁平线的规格为 1.8mmx8mm, a=4.5/8W, b=1.3/1.8t。

[0013] 一种立绕电感器, 包括上述的扁平线立绕电感线圈、 装入所述扁平线立绕电感 线圈的中柱磁芯、 所述扁平线立绕电感线圈外侧将所述中柱磁芯 连接起来形成 闭合磁路的磁芯轭。

[0014] 优选地, 所述中柱磁芯由多段磁芯叠加而成, 多段磁芯间设有非导磁的气隙。

[0015] 优选地, 所述磁芯轭由多段磁芯叠加而成, 多段磁芯间设有非导磁的气隙。

发明的有益效果

有益效果 [0016] 与现有技术相比, 本发明的有益效果是: 本发明通过对扁平线单侧削角, 再将 薄面一侧向内, 绕线折弯治具紧靠扁平线薄面, 进行内折弯绕线, 从而确保 R角 折弯后立绕扁平线内侧部分变形后的厚度不会 超过导线的厚度 t, 就能够得到 L=n xt的立绕电感线圈, 而且线圈的铜线的截面积不会出现比较明显的 变小, 以保持 接近于常规立绕绕线的导线载流密度。

对附图的简要说明

附图说明

[0017] 图 1是现有技术中扁平线立绕电感线圈绕线方向 意图;

[0018] 图 2是现有技术中扁平线立绕电感线圈与折弯角 意图;

[0019] 图 3是本发明的扁平线的结构示意图;

[0020] 图 4是本发明的扁平线的截面示意图;

[0021] 图 5是本发明扁平线立绕电感线圈与折弯角示意 ;

[0022] 图 6是本发明扁平线立绕电感线圈与折弯角示意 ;

[0023] 图中: 1、 扁平线截面; 2、 扁平线原始截面; 3、 削角。

发明实施例

本发明的实施方式

[0024] 具体实施方式

[0025] 下面将结合本发明实施例中的附图, 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述, 显然, 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例, 而不是全部 的实施例。 基于本发明中的实施例, 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳 动前提下所获得的所有其他实施例, 都属于本发明保护的范围。

[0026] 如图 3至 6所示, 一种立绕电感器, 包括扁平线立绕电感线圈、 装入所述扁平线 立绕电感线圈的中柱磁芯、 所述扁平线立绕电感线圈外侧将所述中柱磁芯 连接 起来形成闭合磁路的磁芯轭; 所述扁平线立绕电感线圈由若干匝扁平线立绕 而 成, 所述扁平线内侧一面有削角 3 , 所述削角 3的面积为所述扁平线原始截面 2面 积的 3~10%, 或所述扁平线内侧两面有对称的削角 3 , 所述削角 3的面积之和为所 述扁平线原始截面 2面积的 3~10% ; 所述扁平线的最小宽度 a大于所述扁平线的原 始宽度 W的一半, 所述扁平线的最小厚度 b大于所述扁平线的原始厚度 t的一半, 即 a>0.5W, b>0.5t。

[0027] 在一个实施例中, 所述扁平线的规格为 lmmx3mm, a=2/3W, b=0.6t。

[0028] 在一个实施例中, 所述扁平线的规格为 1.2mmx6mm, a=2/3W, b=2/3t。

[0029] 在一个实施例中, 所述扁平线的规格为 1.2mmx7mm, a=5/7W, b=2/3t。

[0030] 在一个实施例中, 所述扁平线的规格为 1.8mmx8mm, a=4.5/8W, b=1.3/1.8t。

[0031] 为了实现绕制后的线圈最小的总长度1^11 , 本发明通过对扁平线单侧削角, 削角面积 (损失面积) 为所述扁平线原始截面积的 3~10%, 再将薄面一侧向内, 绕线折弯治具紧靠扁平线薄面, 进行内折弯绕线, 通过合理配置 a、 b与 w、 t的尺 寸比例, 从而确保 R角折弯后立绕扁平线内侧部分变形后的厚度 会超过导线的 厚度 t, 就能够得到 L=nxt的立绕电感线圈, 而且线圈的铜线的截面积不会出现比 较明显的变小, 以保持接近于常规立绕绕线的导线载流密度。

[0032] 本发明的立绕电感线圈, 内插入磁芯条棒, 立绕电感线圈成直线方向, 磁芯沿 线圈长度方向不发生弯曲;

[0033] 本发明的立绕电感线圈、 磁芯中柱、 磁芯轭的组成方式有 4种基本实施形态: a ) 单绕组电感; b) 双绕组电感; c) 双绕组磁集成电感; d) 二绕组磁稱合电感

[0034] 本发明的双绕组、 多绕组电感的绕组间, 可以进行串联、 并联、 或串并联组合 , 形成不同的新型电感电磁结构;

[0035] 本发明也可以将上述 4种基本实施形态进行各种组合, 形成多绕组线圈的电感 器;

[0036] 本发明构成绕组内部的中柱磁芯的截面形状, 不局限于将本发明的扁平线进行 长方形或正方形形状折弯绕线, 也适用于将折弯半径加大, 绕制成圆形、 椭圆 形、 方形等 3种基本中柱截面形状;

[0037] 本发明中柱磁芯、 磁芯轭的磁芯可由一段或多段磁芯叠加而成, 磁芯段间可插 入气隙。

[0038] 对于本领域技术人员而言, 显然本发明不限于上述示范性实施例的细节, 而且 在不背离本发明的精神或基本特征的情况下, 能够以其他的具体形式实现本发 明。 因此, 无论从哪一点来看, 均应将实施例看作是示范性的, 而且是非限制 性的, 本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明 限定, 因此旨在将落在权 利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化 囊括在本发明内。 不应将权利要 求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要 求。

[0039] 此外, 应当理解, 虽然本说明书按照实施方式加以描述, 但并非每个实施方式 仅包含一个独立的技术方案, 说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见, 本领 域技术人员应当将说明书作为一个整体, 各实施例中的技术方案也可以经适当 组合, 形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式 。